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基于BLS数据的人工红松冠幅预测模型构建

农业工程学报 2025年

作者：康义龙贾玮玮王帆刘奇峰朱万才东北林业大学林学院东北林业大学森林生态系统可持续经营教育部重点实验室黑龙江省林业科学研究所

为预测人工红松冠幅，该研究利用背包式激光雷达（backpack laser scanning,BLS）提取各单木因子并构建人工红松冠幅预测模型。结果表明：BLS点云数据与实测数据平均匹配率达到98.5%，显示出较高的准确度。点云数据与实测胸径的RMSE均值... 详细信息

为预测人工红松冠幅，该研究利用背包式激光雷达（backpack laser scanning,BLS）提取各单木因子并构建人工红松冠幅预测模型。结果表明：BLS点云数据与实测数据平均匹配率达到98.5%，显示出较高的准确度。点云数据与实测胸径的RMSE均值为0.924,R2均在0.9以上，表现出较强的相关性；与实测树高的RMSE均值为2.067,R2均在0.650以上，相关性较弱；与实测树冠的RMSE均值为0.376,R2均在0.8以上，相关性较强。在模型拟合方面，二次型函数的基础模型拟合和预估效果最好（R2a=0.528,RMSE=0.717,MAE=0.580,MAPE=0.157），引入林分平均胸径、高径比和每公顷大于对象木断面积之和能够显著提升模型拟合检验精度。考虑样地作为随机效应的混合效应模型预测效果最好（R2a=0.655,RMSE=0.620,MAE=0.484,MAPE=0.130）。综上所述，结合BLS点云数据与测量数据构建冠幅预测模型具有一定的可行性，可以利用BLS辅助林业调查。

关键词：激光雷达点云红松冠幅非线性混合效应模型

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应用机器学习算法预测樟子松树皮厚度

中南林业科技大学学报 2025年第2期45卷 82-90页

作者：谌俊燃张兹鹏姜立春东北林业大学林学院黑龙江哈尔滨150040 东北林业大学森林生态系统可持续经营教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150040

【目的】研究传统模型和机器学习算法预测樟子松Pinus sylvestris ***的树皮厚度,为树皮厚度的精准预测提供理论依据和实践指导。【方法】以大兴安岭图强林业局245株樟子松伐倒木数据为研究对象,构建6个传统模型(线性、非线性)和2种机... 详细信息

【目的】研究传统模型和机器学习算法预测樟子松Pinus sylvestris ***的树皮厚度,为树皮厚度的精准预测提供理论依据和实践指导。【方法】以大兴安岭图强林业局245株樟子松伐倒木数据为研究对象,构建6个传统模型(线性、非线性)和2种机器学习模型(人工神经网络ANN、支持向量回归SVR),同时比较不同自变量组合时机器学习模型的表现。【结果】(1)树皮厚度的拟合和检验结果均表明2种机器学习模型均优于传统模型,具体结果排序为SVR6>ANN6>M5;(2)SVR6的最优输入变量组合为胸径、树高、距离地面高度和相对高。与传统模型M5相比,SVR6的预测精度有明显提高,其中R2提高了12.66%,RMSE和MAE分别降低了17.71%和20.27%;(3)将数据划分为不同径阶组合分析各模型的预测精度时,发现2种机器学习模型(ANN6、SVR6)的预测效果均优于传统模型M5。其中,当树木为小径阶(5 cm≤DBH<15 cm)和大径阶(DBH≥25 cm)时,建议采用SVR6进行预测;当树木多为中等径阶(15 cm≤DBH<25 cm)时,建议采用ANN6进行预测;(4)比较各模型在树干不同高度的预测能力时,发现在相对高0~70%处,ANN6和SVR6的预测能力较优;在相对高70%~100%处,M5的预测能力较优。总体来看,ANN6和SVR6在大部分高度处的预测能力都优于M5。【结论】机器学习建模方法可以有效地提高树皮厚度的预测精度。相较传统模型,机器学习模型预测效果更优。其中SVR的拟合和检验效果最好,适合该区域树皮厚度的精准预测。

关键词：樟子松树皮厚度预测精度人工神经网络支持向量回归

林下植被对胡桃楸人工林细根生物量和形态特征的影响

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中南林业科技大学学报 2025年第1期45卷 82-89,101页

作者：郭超王东男张硕汲昌昊谷加存东北林业大学林学院黑龙江哈尔滨150040 东北林业大学森林生态系统可持续经营教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150040

【目的】揭示不同林下植被覆盖对胡桃楸人工林细根形态和生物量的影响,为该地区胡桃楸人工林林下植被的科学管理提供理论参考。【方法】以黑龙江省帽儿山地区胡桃楸人工林为研究对象,测定了不同林下植被覆盖下胡桃楸树高和胸径的生长,... 详细信息

【目的】揭示不同林下植被覆盖对胡桃楸人工林细根形态和生物量的影响,为该地区胡桃楸人工林林下植被的科学管理提供理论参考。【方法】以黑龙江省帽儿山地区胡桃楸人工林为研究对象,测定了不同林下植被覆盖下胡桃楸树高和胸径的生长,采用土钻法研究了土壤表层(0~10 cm)和亚表层(10~20 cm)的胡桃楸吸收根(1~3级根)和运输根(4~5级根)的形态和生物量特征,同时测定了灌木和草本植物的根系生物量并分析其对胡桃楸根系生物量的影响。【结果】随着林下植被覆盖程度的增加,胡桃楸平均树高和胸径呈先升高后降低的趋势。林下植被增加导致土壤表层胡桃楸吸收根直径变细,比根长变大,而土壤亚表层仅根组织密度增大;胡桃楸运输根直径和比根长在两个土层均呈先增加后降低的趋势,而根组织密度没有显著差异。胡桃楸土壤表层和亚表层吸收根生物量均随林下植被增加先升高后降低,运输根生物量在土壤表层则呈现“N”形变化,而亚表层则先降低后升高;灌木吸收根和运输根生物量变化趋势较为复杂,而草本植物根系生物量则呈明显降低趋势。相关分析表明,胡桃楸根系生物量与林下植被根系生物量的相关性较弱,仅部分受灌木根系生物量的影响,而与草本根系生物量无显著相关性。【结论】胡桃楸细根形态和生物量分布受林下植被覆盖的影响,但是影响程度与根系功能群和土壤层次有关,保留一定程度的林下植被(35%<灌木盖度<46%)能够同时促进胡桃楸林分地上和地下的生长。

关键词：人工林林下植被细根生物量细根形态森林经营

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气候变化背景下的森林生态系统适应性策略研究

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林业科技情报 2025年第1期57卷 123-125页

作者：魏丽娜黑龙江省林业科学院哈尔滨150081

随着全球气候变化的加剧,森林生态系统面临着诸多挑战与机遇。本研究深入探讨了气候变化对森林生态系统的影响,包括气温升高、降水模式改变、极端气候事件增加等因素对森林物种分布、生态过程和服务功能的作用机制。通过分析森林生态系... 详细信息

随着全球气候变化的加剧,森林生态系统面临着诸多挑战与机遇。本研究深入探讨了气候变化对森林生态系统的影响,包括气温升高、降水模式改变、极端气候事件增加等因素对森林物种分布、生态过程和服务功能的作用机制。通过分析森林生态系统的适应性特征与潜力,提出了一系列包括森林经营管理策略调整、物种保护与引进、生态恢复与重建等适应性策略,旨在为森林生态系统在气候变化背景下的可持续发展提供科学依据与实践指导。

关键词：气候变化森林生态系统适应性策略生态服务功能森林经营

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森林资源可持续经营管理策略研究

林业科技情报 2025年第1期57卷 116-118页

作者：李恒刚黑龙江省林业设计研究院哈尔滨150080

该文深入探讨森林资源可持续经营管理的相关问题。分析当前森林资源经营管理的现状,包括森林资源的分布与质量变化、经营管理模式的优缺点等。阐述森林资源可持续经营管理的重要意义,并提出涵盖森林培育、保护、利用等多方面的策略,旨... 详细信息

该文深入探讨森林资源可持续经营管理的相关问题。分析当前森林资源经营管理的现状,包括森林资源的分布与质量变化、经营管理模式的优缺点等。阐述森林资源可持续经营管理的重要意义,并提出涵盖森林培育、保护、利用等多方面的策略,旨在实现森林资源的长期稳定发展,满足生态、经济和社会需求。

关键词：森林资源可持续经营管理策略林学

微生物有机肥在林缘地区烟草种植中的应用效果研究

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林业科技 2025年第1期50卷 45-50页

作者：张煜张厚良陶伟张相辉高金辉张和阳杜洪晨张国财黑龙江省林业科学院伊春分院黑龙江伊春153000 黑龙江农业工程职业学院黑龙江哈尔滨150088 中国烟草总公司黑龙江省公司黑龙江哈尔滨150000 天昌国际烟草有限公司河南许昌461099 东北林业大学黑龙江哈尔滨150040 东北农业大学黑龙江哈尔滨150006

通过大田试验比较不同类型微生物有机肥的效果。结果显示,微生物有机肥能显著改善烟草植株的生长特性,促进株高和茎围的增加,但存在最佳施肥量阈值,其中O3处理组表现最佳。品质方面,微生物有机肥提高了糖类积累,优化了总糖与蛋白质比值... 详细信息

通过大田试验比较不同类型微生物有机肥的效果。结果显示,微生物有机肥能显著改善烟草植株的生长特性,促进株高和茎围的增加,但存在最佳施肥量阈值,其中O3处理组表现最佳。品质方面,微生物有机肥提高了糖类积累,优化了总糖与蛋白质比值及钾/氯比例,O3处理组和OC1处理组的总糖和还原糖含量显著提升,且O3处理组烟碱含量最高,吸食品质得分同样优异。研究表明,OC1处理组在混合施肥条件下实现了最佳植株生长表现和产量,而O3处理组单施微生物有机肥在提高品质和吸食品质方面效果显著。结论指出,微生物有机肥在林缘地带的烟草种植中具有重要应用价值,不仅有助于植株生长和品质提升,还能改善土壤环境,促进林地资源的可持续利用。

关键词：微生物有机肥烤烟林缘地带生长特性

基于同质园的不同种源兴安落叶松叶呼吸及其对环境的响应

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应用生态学报 2025年第2期36卷 395-402页

作者：李璐瑶刘亚龙田瑞萍张俊张栋甲王传宽全先奎东北林业大学森林生态系统可持续经营教育部重点实验室哈尔滨150040 大兴安岭林业集团公司森林经营部技术推广站黑龙江格达奇165002

探讨树木叶呼吸对环境变化的响应及其种源差异有助于深入理解树木对环境的适应机制。采用同质园互置试验,研究了11个种源兴安落叶松针叶在不同环境下的呼吸及其影响因素。结果表明:与低温干燥同质园相比,温暖湿润的同质园内树木叶片在1... 详细信息

探讨树木叶呼吸对环境变化的响应及其种源差异有助于深入理解树木对环境的适应机制。采用同质园互置试验,研究了11个种源兴安落叶松针叶在不同环境下的呼吸及其影响因素。结果表明:与低温干燥同质园相比,温暖湿润的同质园内树木叶片在15℃下呼吸速率(R_(15))、氮浓度和可溶性糖浓度均显著增大,而叶片在25℃下呼吸速率(R_(25))、35℃下呼吸速率(R_(35))、呼吸温度敏感系数(Q_(10))和淀粉浓度均显著减小,这是环境驯化的结果。R_(15)与氮浓度、可溶性糖浓度呈显著正相关,与淀粉浓度呈显著负相关。R_(25)和R_(35)均与氮浓度、可溶性糖浓度呈显著负相关,与淀粉浓度呈显著正相关。R_(15)、R_(25)、R_(35)和Q_(10)对环境变化的响应均存在明显的种源差异,R_(25)的环境效应与种子来源地的年均温呈显著正相关,这是对原生长环境长期适应的结果。兴安落叶松叶呼吸受到遗传适应和环境驯化的共同调控。

关键词：环境变化呼吸速率驯化适应

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长白山物种丰富度与物种组成对森林生产力的影响及其随演替的变化

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植物生态学报 2025年

作者：袁鹤洋郝珉辉何怀江张春雨赵秀海北京林业大学国家林业和草原局森林经营工程技术研究中心吉林省林业科学研究院

生物多样性是生态系统功能形成与维持的重要影响因素,但其背后潜在的生态学机制仍存在较大争议。生态位互补效应和生物量比率效应是解释生物多样性与生态系统功能关系的两种主要假说,但在温带森林中生态位互补效应和生物量比率效应对生... 详细信息

生物多样性是生态系统功能形成与维持的重要影响因素,但其背后潜在的生态学机制仍存在较大争议。生态位互补效应和生物量比率效应是解释生物多样性与生态系统功能关系的两种主要假说,但在温带森林中生态位互补效应和生物量比率效应对生态系统功能的相对贡献是否随森林演替而变化,以及如何变化目前仍不清楚。该研究以长白山地区处于不同演替阶段的森林为研究对象,分别在次生山杨(Populus davidiana)-白桦(Betula platyphylla)林(演替早期)、次生针阔混交林(演替中期)和原始紫椴(Tilia amurensis)-红松(Pinus koraiensis)林(演替后期)内设置3块面积为5.2 hm2的固定监测样地。基于两期样地调查数据,分别采用物种丰富度和物种组成验证生态位互补效应和生物量比率效应,采用地上生物量和森林生产力作为反映生态系统功能的指标,通过结构方程模型检验生态位互补效应和生物量比率效应对生态系统功能的相对贡献及其随演替的变化。研究显示:物种丰富度与生态系统功能关系随森林演替而变化,演替初期物种丰富度的作用并不显著,而在演替中后期物种丰富度的促进作用逐渐增强,表明随着森林演替生态位互补效应逐渐增强。相比物种丰富度,物种组成在森林演替的各个阶段都显著影响着生态系统功能,表明生物量比率效应在森林演替过程中始终发挥着重要作用。此外,地上生物量也是影响森林生产力的重要因素。该研究揭示了长白山森林生物多样性与生态系统功能关系及其随演替的变化规律,研究结果能够为东北地区退化森林的生态恢复以及生物多样性保护提供一定的科学依据。

关键词：物种丰富度物种组成地上生物量森林生产力森林演替

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黑龙江西部青杨派纸浆材综合评价

防护林科技 2025年第2期 45-49页

作者：杜宏志王福森张强杨春柳刘晓萌邢政华毕宇李树森黑龙江省林业科学院齐齐哈尔分院黑龙江齐齐哈尔161005

为研究青杨派纸浆材杨树良种选育及经营技术,以黑龙江西部地区的小黑杨(Populus simonii×***)、青山杨(***-cathyana×***)、大青杨(***)、小青黑(***-simonii×***)和迎春5号杨(***×***)5个青杨品种林分为试验对象,测定不同样地木材... 详细信息

为研究青杨派纸浆材杨树良种选育及经营技术,以黑龙江西部地区的小黑杨(Populus simonii×***)、青山杨(***-cathyana×***)、大青杨(***)、小青黑(***-simonii×***)和迎春5号杨(***×***)5个青杨品种林分为试验对象,测定不同样地木材解剖性质、化学成分及成浆性能等指标,并进行相关性分析及隶属函数计算。结果表明:各品种纤维长度0.88~1.01 mm,纤维长宽比33.5~43.64,壁腔比0.34~0.66,综纤维素含量(含量为质量分数,下同)80.86%~83.85%,戊聚糖含量22.76%~31.45%,总木素含量23.52%~28.34%,抗张指数53.56~68.35 N·m·g^(-1),耐破指数2.90~3.87 kPa·m^(2)·g^(-1),撕裂指数8.65~10.86 mN·m^(2)·g^(-1),粗浆得率50.41%~54.97%,漂浆白度64.72%~77.15%。5品种的综合排名由大到小为大青杨、迎春5号、小黑杨、青山杨、小青黑。小黑杨的综合评价值随林龄增长而降低。测试品种的纤维形态、化学成分、纸浆性能均符合纸浆材工业利用标准。小青黑的综合评价较差,而小黑杨、青山杨、大青杨和迎春5号杨在该地区宜优先发展。小黑杨纸浆材质量在5 a后随林龄增长而下降。在保障木材产量的前提下,该地区小黑杨纸浆材宜早伐。

关键词：青杨纸浆材林龄综合评价